[發(fā)明專利]一種水解制氫用鋁-錫-鋅合金及其制備方法與應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111159540.0
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN114150186A
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張凡;仝向玲;王玥
• 申請（專利權(quán)）人: 上海工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C21/10;C22C13/00;C22C18/00;C22C18/04;C22C30/06;C22C30/04;C22C1/04;C01B3/08
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 褚明偉

1.一種水解制氫用鋁-錫-鋅合金，其特征在于，其原料及質(zhì)量百分比如下：

基體元素Al：20-90wt.％；

活化元素Sn：5-75wt.％；

活化元素Zn：5-50wt.％；

鋁-錫-鋅合金中Al、Sn、Zn的晶粒為亞微米級，優(yōu)選為納米級；

鋁-錫-鋅合金材料內(nèi)部具有均勻的納米結(jié)構(gòu)，Al和Sn之間形成納米級原電池，其中Al作為陽極，Sn作為陰極；

鋁-錫-鋅合金材料內(nèi)部具有大量晶格缺陷，處于熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水解制氫用鋁-錫-鋅合金，其特征在于，所述鋁-錫-鋅合金中Zn在Al中形成固溶體。

3.一種如權(quán)利要求1所述水解制氫用鋁-錫-鋅合金的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)原料配制：稱取純Al粉末、純Sn粉末與純Zn粉末；

(2)粉末攪拌：將步驟(1)稱取的粉末置于攪拌容器中，攪拌混勻后得到Al-Sn-Zn粉體；

(3)高壓扭轉(zhuǎn)加工：將步驟(2)得到的Al-Sn-Zn粉體置于高壓扭轉(zhuǎn)加工設(shè)備模具中，進(jìn)行高壓扭轉(zhuǎn)加工，得到成型的鋁-錫-鋅合金片。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種水解制氫用鋁-錫-鋅合金的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，Al粉末尺寸為50-300μm，Sn粉末尺寸為20-100μm，Zn粉末尺寸為50-300μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種水解制氫用鋁-錫-鋅合金的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，進(jìn)行高壓扭轉(zhuǎn)加工涉及的加工工藝參數(shù)包括壓力、角速度、溫度與圈數(shù)；

所述壓力為高壓扭轉(zhuǎn)加工過程中模具施加在Al-Sn-Zn粉體樣品上的壓力，其值設(shè)定范圍為1-24GPa；

所述角速度為高壓扭轉(zhuǎn)加工過程中模具設(shè)定的旋轉(zhuǎn)速度，其值設(shè)定范圍為0.5-3RPM；

所述溫度為高壓扭轉(zhuǎn)加工過程中Al-Sn-Zn粉體樣品所處密閉腔體內(nèi)設(shè)定溫度，其值設(shè)定范圍為16-25℃；

所述圈數(shù)為高壓扭轉(zhuǎn)加工過程中模具旋轉(zhuǎn)360°的次數(shù)，其值設(shè)定范圍為1-50圈。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種水解制氫用鋁-錫-鋅合金的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，成型的鋁-錫-鋅合金片為：直徑為0.5-5cm，厚度為0.05-1cm的圓形薄片。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種水解制氫用鋁-錫-鋅合金的制備方法，其特征在于，對成型的鋁-錫-鋅合金片進(jìn)行加工處理，以得到不同尺寸的鋁-錫-鋅合金片。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種水解制氫用鋁-錫-鋅合金的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述攪拌包括人工攪拌和機(jī)械攪拌，所述人工攪拌作業(yè)時間為5-30分鐘，所述機(jī)械攪拌作業(yè)時間為2-10分鐘。

9.一種如權(quán)利要求1或2所述的水解制氫用鋁-錫-鋅合金的應(yīng)用，其特征在于，將鋁-錫-鋅合金片安置在氫氣反應(yīng)裝置上，氫氣反應(yīng)裝置通過恒溫水浴鍋加熱，發(fā)生水解反應(yīng)生產(chǎn)氫氣。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種水解制氫用鋁-錫-鋅合金的應(yīng)用，其特征在于，恒溫水浴鍋加熱溫度為16-60℃。